나노미터 및 마이크로미터 크기의 소포에서 평형을 벗어난 대사 네트워크 구축

네덜란드의 BaSyC 컨소시엄은 분자 구성 요소로부터 합성 세포를 만드는 것을 목표로 합니다. BaSyC 컨소시엄은 분자 생물학에서 화학, 물리학 및 컴퓨터 과학에 이르는 연구 그룹으로 구성되어 있습니다. 이 컨소시엄의 목표는 자율적으로 성장하여 정보를 전송하고 분할할 수 있는 자기 복제 시스템을 만드는 것입니다.

그리고 우리는 현재 더 복잡한 분자 시스템을 향해 통합된 분자 네트워크를 구축하는 데 중점을 두고 있습니다. 합성 생물학의 최근 발전에는 세포 기능을 위한 모듈 엔지니어링이 포함되며, 이를 진단, 치료, 합성 면역학 및 적응 물질 응용 분야를 위한 복잡한 네트워크에 통합합니다. 이러한 진전은 유럽, 미국 및 아시아의 그룹에 걸쳐 있으며, 합성 세포 구축에 대한 하향식 및 상향식 접근 방식을 모두 발전시키고 있습니다.

우리 분야의 현재 기술에는 대사 네트워크를 구성하고 최적화하는 엔지니어링 및 진화 방법이 포함됩니다. 우리는 분자 선택에 AI를 사용하고 구성 요소 분리 및 네트워크 형성을 위한 고급 생화학 및 생물물리학 기술을 사용합니다. 우리는 또한 막 재구성, 물리적 캡슐화 및 형광 분광법 및 현미경을 통한 시각화를 사용합니다.

모듈의 통합으로 막 단백질과 효소의 수가 엄청나게 증가하여 당사의 재구성 및 캡슐화 기술에 제약이 가해지고 있습니다. 확률적 캡슐화(Stochastic encapsulation)는 서브미크론 크기의 소포에서 문제가 되며, 지질막에서 여러 막 단백질이 재구성될 때 마이크로미터 크기의 소포 형성 효율성이 감소합니다. 흐로닝언에서는 ATP 생산을 위한 대사 네트워크를 개발하고 기판 공급 및 제품 수출을 통해 평형 상태를 유지했습니다.

또한 ATP 재활용을 지질 전구체의 합성 및 배설과 연결하여 2차 소포가 지질을 생산할 수 있도록 했으며, 이는 우리 분야에서 중요한 발전입니다.